【文章內(nèi)容簡介】 目的： 消除鑄件、鍛件和焊接件的內(nèi)應(yīng)力 。（沒有發(fā)生組織變化） 適用范圍： 用于所有的鋼。 ５）均勻化退火（擴(kuò)散退火） 定義： 將鋼加熱到 Ac3以上 150~250 186。C ，長時(shí)間 保溫 10~12h后隨爐緩冷。 目的： 使鋼中的化學(xué)成分和組織均勻化 適用范圍： 主要用于質(zhì)量要求高的合金鋼鑄錠、 鑄件、鍛坯。 ? 擴(kuò)散退火后必須再進(jìn)行一次完全退火或正火來消除過熱缺陷，以細(xì)化組織 二、鋼的正火 正火： 將鋼件加熱到Ac3或 Accm線以上 30～ 50 186。C ，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在 空氣 中冷卻。 目的及應(yīng)用： 1）對力學(xué)性能要求不高的結(jié)構(gòu)零件，可用正火 最為最終熱處理，以提高其強(qiáng)度、硬度和韌性。 2）對低碳鋼，可用正火作為預(yù)備熱處理，可提高硬 度和強(qiáng)度，改善切削加工性； 3)對中碳鋼（ S+F ），可用正火作為預(yù)備熱處理 . 4）對高碳鋼（ S ），正火可抑制滲碳體網(wǎng)的形成， 可為球化退火作準(zhǔn)備 。 正火工藝演示 碳鋼的各種退火、正火加熱溫度范圍、工藝曲線 正火與退火的區(qū)別： 正火的冷卻速度較快，得到的組織比較細(xì)小，強(qiáng)度和硬度也稍高一些 1．從切削加工性考慮： ?低、中碳結(jié)構(gòu)鋼以正火作為預(yù)備熱處理較為合適； ?高碳結(jié)構(gòu)鋼 (如軸承鋼）和工具鋼則以退火（球化退火）為好； ?對于合金鋼，由于含有合金元素，鋼的硬度有所提高，所以在大多數(shù)情況下，中碳以上的合金鋼常選用退火。 三、正火比退火的選用： 2．從使用性能考慮 ?如果對鋼件的性能要求不太高，可采用正火作為最終熱處理。 ?但如果零件尺寸較大或形狀較復(fù)雜，正火有可能使零件產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力或變形、開裂，這時(shí)應(yīng)選擇退火。 ?對力學(xué)性能要求較高，必須進(jìn)行淬火十回火最終熱處理的零件，從減少變形和開裂的傾向性來說，預(yù)備熱處理應(yīng)選用退火。 3．從經(jīng)濟(jì)上考慮 正火比退火生產(chǎn)周期短，且操作簡便。故在可能條件下，特別是在大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮以正火代替退火。 第四節(jié) 鋼的淬火與回火 淬火： 將鋼件加熱到 Ac3或 Ac1以上某一溫度，保 持一定時(shí)間后， 快速 (Vk)冷卻的熱處理工藝。 回火： 將 淬火后 鋼件再加熱到 A1以下的某一溫度， 保溫一定時(shí)間后，然后冷卻到室溫的熱處理 工藝 。 淬火與回火是不可分割的綜合程序 一、淬火 ? 目的： 為了獲得 馬氏體（或貝氏體） 組織，提高鋼的 硬度、強(qiáng)度和耐磨性 淬火加熱工藝參數(shù) : 淬火加熱溫度和淬火后組織 M+Fe3C+A殘 Ac1+30～ 50 過共析鋼 M + A殘 Ac1+30～ 50 共析鋼 M + A殘 Ac3+30～ 50 亞共析鋼 Wc% M Ac3+30～ 50 亞共析鋼 Wc≤% 最終組織 淬火溫 (℃ ) 鋼種 淬火冷卻工藝 （ 1）理想淬火冷卻速度 時(shí)間 (s) 300 102 103 104 10 1 0 800 100 100 200 500 600 700 溫度 (℃ ) 0 400 A1 Ms Mf 理想冷卻速度：慢 — 快 — 慢 （ 2）常用的淬火冷卻介質(zhì) l）水 ?水是目前應(yīng)用最廣泛的淬火冷卻介質(zhì)，水在 300～200℃ 范圍內(nèi)的冷卻速度也很大，常使淬火鋼件變形開裂。 常用作碳鋼的淬火 。 ?含 5％～ 10％的鹽（ NaCl）水溶液。在 650～ 550℃ 時(shí)的冷卻能力比水提高近一倍。因此，用食鹽水溶液淬火的鋼件，容易得到高而均勻的硬度和光潔的表面。但是，食鹽水溶液在 300～ 200℃ 范圍內(nèi)的冷卻能力仍然很大，仍有可能使淬火鋼件產(chǎn)生變形和開裂。 常用于形狀簡單的低、中碳鋼工件的淬火。 2）油 各種礦物油，也是一種應(yīng)用很廣泛的淬火介質(zhì)，油在300～ 2022C溫度范圍內(nèi)，冷卻速度遠(yuǎn)小于水，但油在650～ 550℃ 溫度范圍內(nèi)的冷卻速度卻比水小很多，因此，生產(chǎn)上用油作淬火介質(zhì)， 只適用于過冷奧氏體穩(wěn)定性較大的合金鋼淬火，不適用于碳鋼的淬火。 3）鹽浴 主要用于貝氏體等溫淬火，馬氏體分級淬火。其特點(diǎn)是沸點(diǎn)高、冷卻能力介于水與油之間， 常用于處理形狀復(fù)雜、尺寸較小和變形要求嚴(yán)格的工件。 （ 3） 常用的淬火方法 : 為了保證獲得所需淬火組織，又要防止變形和開裂，必須采用已有的淬火介質(zhì)再配以各種冷卻方法才能解決。 通常的淬火方法包括： 單液淬火 雙液淬火 馬氏體分級淬火 貝氏體等溫淬火 局部淬火 1） 單液淬火 將加熱后的零件投入一種冷卻劑中冷卻至室溫。 優(yōu)點(diǎn)： 操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)自動化 缺點(diǎn)： 易產(chǎn)生淬火缺陷， 水中淬火易產(chǎn)生變形和 裂紋，油中淬火易產(chǎn)生硬度不足或硬度不均勻等現(xiàn)象。 應(yīng)用：碳鋼 一般用 水 作冷卻介質(zhì)， 合金鋼 可用 油 作冷卻介質(zhì)。 2） 雙液淬火 將加熱的工件 先投入 一種 冷卻能力強(qiáng) 的介質(zhì)中冷卻，然后 在接近 Ms點(diǎn) 溫度（鋼的組織還未開始轉(zhuǎn)變時(shí)迅速取出）， 馬上浸入 另一種 冷卻能力弱 的介質(zhì)中使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的淬火，稱為 雙介質(zhì)淬火 。 優(yōu)點(diǎn)： 內(nèi)應(yīng)力小，變形及開裂小。 缺點(diǎn)： 操作困難，不易掌握 應(yīng)用： ?先水淬后油冷 → 適用于形狀復(fù)雜的高碳鋼，如絲錐。 ?先油淬后空冷 →適用于尺寸較大的合金鋼 3）馬氏體分級淬火： 定義： 將加熱的工件 先 放入 溫度為 Ms點(diǎn)（ 150～ 2600C）附近的鹽或堿浴 中，稍加 停留， 等工件整體溫度趨于均勻時(shí)，再取出 空冷 以獲得 馬氏體。 優(yōu)點(diǎn)： 有效減小內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開裂 缺點(diǎn)： 對于碳鋼零件，淬火后會出現(xiàn)非馬氏體組織 應(yīng)用： 尺寸小，形狀復(fù)雜工件 4） 貝氏體等溫淬火： 定義： 將加熱的工件先放入 稍高于 Ms點(diǎn)溫度 （ 260～ 4000C）的鹽或堿浴 中， 保溫足夠時(shí)間 ，使其發(fā)生 下貝氏 轉(zhuǎn)變后 出爐空冷。 優(yōu)點(diǎn)： 內(nèi)應(yīng)力小，工件不易變形與開裂，具有良好的綜合力學(xué)性能。 應(yīng)用： 用于形狀復(fù)雜，尺寸要求精確，并且硬度和韌性都要求較高的工件 如：各種模具，成型刃具，彈簧等 淬火工藝演示 5）局部淬火 定義： 僅對鋼件需要硬化的 局部 進(jìn)行加熱淬火的工藝。 優(yōu)點(diǎn)： 既保證了鋼件局部的高硬度，又避免其他部分產(chǎn)生變形或開裂。 （ 4）冷處理 定義： 鋼件淬火冷卻到室溫后，繼續(xù)在 0℃ 以下的介質(zhì)中冷卻的熱處理工藝，稱為冷處理，或深冷處理。 目的： 是使殘余奧氏體在繼續(xù)冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，即盡量減少鋼中殘余奧氏體量而增多馬氏體量，提高鋼的硬度和耐磨性，避免隨后因奧氏體轉(zhuǎn)變而引起鋼件尺寸形狀的改變，從而提高鋼件尺寸的穩(wěn)定性。 應(yīng)用： 只用于如精密量具、模具、精密軸承等尺寸穩(wěn)定性要求很高的鋼件。 : 淬火件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及改善結(jié)構(gòu)工藝性的措施 (1) 淬火件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及改善結(jié)構(gòu)工藝性的措施 (2) 淬火件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及改善結(jié)構(gòu)工藝性的措施 (3) 二、鋼的回火 目的： 消除淬火應(yīng)力； 穩(wěn)定工件尺寸； 獲得需要的組織，調(diào)整力學(xué)性能。 2 、回火轉(zhuǎn)變與組織 (1)回火第一階段 (低于 200 ℃) —— 馬氏體分解 M → 過飽和 α 相 +ε 碳化物 (回火馬氏體 ) 組織保持 M特征，內(nèi)應(yīng)力降低，硬度變化不大。 (2)回火第二階段（ 200～ 300℃ ） —— 殘余奧氏體分解 A → B 下 （ 同時(shí)馬氏體繼續(xù)分解 ） 內(nèi)應(yīng)力進(jìn)一步降低，硬度變化不大 (3)回火第三階段（ 300～ 400℃ ） —— 碳化物轉(zhuǎn)變 過飽和 α 相 +ε 碳化物 → 針狀 F+ 細(xì) Fe3C （回火托氏體） 內(nèi)應(yīng)力基本消除，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性 有所提高。 (4)回火第四階段（ ＞ 400℃ ） —— 滲碳體長大和 α 相再 結(jié)晶 針狀 F+ 細(xì) Fe3C → 塊狀 F+粒狀 Fe3C（回火索氏體） 淬火應(yīng)力全部消除，硬度明顯降低。 組織轉(zhuǎn)變： 200℃ 300℃ 400℃ M → 過飽和 α相 +ε碳化物 → 針狀 F+ 細(xì) Fe3C → 塊狀 F+粒狀 Fe3C （回火 M） （回火 T） （ 回火 S） 回火過程中力學(xué)性能變化： ?隨回火溫度的升高，強(qiáng)度、硬度降低； ?隨回火